JP3607836B2 - Optical pickup device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップ装置に関し、特に、光磁気ディスク再生装置に用いられる光ピックアップ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、音声、画像および文書などのデータを繰返し記録再生することができる光磁気ディスク再生装置が開発されており、光ピックアップ装置は、この光磁気ディスク再生装置の基本的な構成要素として、その小型化が重要視されている。
【0003】
小型化を図った光磁気ピックアップ装置として、特開平8−329544号公報に開示されている光磁気ピックアップ装置がある。図11および図12を参照して、従来の第1の光磁気ピックアップ装置は、光学モジュール35と、光学モジュール35上に載置された透明基板41と、透明基板41上に載置された、断面が三角形のプリズムと断面が平行四辺形のプリズムとを接合した断面が台形となる偏光プリズム43と、偏光プリズム43の上方に設けられた集光素子としての対物レンズ45とを含む。光学モジュール35の内部には基板36が設けられており、基板36上には、レーザーダイオード37とフォトダイオード38〜40とが形成されている。フォトダイオード38および39は、それぞれ図12に示すように、フォトダイオード38a〜38fおよび39a〜39fの6個ずつに分割されている。また、フォトダイオード40は、フォトダイオード40a〜40bの2個に分割されている。透明基板41のレーザーダイオード37に対向する面にはホログラム回折素子42が形成されている。
【0004】
偏光プリズム43の三角形のプリズムと平行四辺形のプリズムとの接合面43aは、レーザーダイオード37から放射される光(P偏光)に対する透過率および反射率がそれぞれ70%および30%に設定され、かつS偏光の透過率が100%に設定された偏光分離面である。
【0005】
フォトダイオード40の上部には、断面が三角形のプリズムと断面が平行四辺形のプリズムとを接合した断面が台形となるプリズム型検光子44が設けられている。2つのプリズムの接合面44aは、P偏光の透過率を100%、S偏光の反射率を100%に設定された偏光分離面である。プリズム型検光子44の接合面44aは、フォトダイオード40aの上方に設けられ、プリズム型検光子44の反射面44bは、フォトダイオード40bの上方に設けられている。
【0006】
上述の光磁気ピックアップ装置の基本動作を説明する。レーザーダイオード37から放射されたP偏光の光は、ホログラム回折素子42が形成された透明基板41を通過し、偏光プリズム43の偏光分離面43aに入射する。入射したP偏光の70%は、偏光分離面43aを通過し、対物レンズ45によって、光磁気記録媒体12上に集光される。集光された光は、光磁気記録媒体12上では、記録されている磁気信号によって光の偏光面が0.5°回転されるとともに、光磁気信号成分であるS偏光成分を得て反射し、対物レンズ45を通過して、偏光分離面43aに戻る。偏光分離面43aでは、P偏光成分の70%が通過し、P偏光成分の30%とS偏光成分の100%が反射する。このうち反射した光は、反射面43bでさらに反射されて透明基板41を通過して光学モジュール35内に入り、プリズム型検光子44の偏光分離面44aに入射する。偏光分離面44aに入射した光のうちP偏光成分は通過して、フォトダイオード40aに入射し、S偏光成分は反射して、さらに反射面44bで反射した後、フォトダイオード40bに入射する。
【0007】
このとき、フォトダイオード40aおよび40bで得られる信号を、同一符号を用いて示すと、光磁気信号RFは、以下の式(1)により得られる。
【0008】
RF=40a−40b …(1)
一方、偏光分離面43aを通過した光は、ホログラム回折素子42に入射し、5°〜20°の回折角で回折され、+1次回折光はフォトダイオード38に、−1次回折光はフォトダイオード39にそれぞれ入射する。ホログラム回折素子42はレンズ効果を有し、+1次回折光はフォトダイオード38よりホログラム回折素子42に近いところで焦点を結び、−1次回折光はフォトダイオード39より遠いところで焦点を結ぶ。光磁気ピックアップ装置と光磁気記録媒体12とが合焦状態にあるとき、フォトダイオード38とフォトダイオード39上での光スポットの直径が同じになるので、フォーカスエラー信号FEは、以下の式(2)で表わすことができる。
【0009】
FE={(38a+38c+38d+38f)+(39b+39e)}−{(38b+38e)+(39a+39c+39d+39f)}…(2)
また、フォトダイオード38a〜38cおよびフォトダイオード38d〜38fを分割する分割線と、フォトダイオード39a〜39cおよびフォトダイオード39d〜39fを分割する分割線と、光磁気記録媒体12の情報トラックの方向とが平行になるように光磁気ピックアップ装置を配置しておけば、トラッキングエラー信号TEは、以下の式(3)で表わすことができる。
【0010】
TE={(38a+38b+38c)+(39a+39b+39c)}−{(38d+38e+38f)+(39d+39e+39f)}…(3)
このように、光学モジュール35と一体にP偏光とS偏光とで反射率および透過率の異なる偏光プリズム43を設けたことにより、光磁気ピックアップ装置を小型化でき、かつ光利用効率が高くなり光磁気信号の十分なS/N(Signal/Noise)比を確保することができる。
【0011】
特開平8−329544号公報には、以下に示すような光磁気ピックアップ装置も開示されている。
【0012】
図13および図14を参照して、従来の第2の光磁気ピックアップ装置が第1の光磁気ピックアップ装置と相違する点は、偏光プリズム43を断面が三角形の三角プリズム3個の間に偏光性ホログラム54を挟んで構成したことと、ホログラム回折素子42およびレーザーダイオード37の両側に配置されていたフォトダイオード38および39を廃止し、偏光性ホログラム54の透過光の0次光、1次光および−1次光の受光位置にフォトダイオード55、56および57をそれぞれ配置したことである。
【0013】
偏光性ホログラム54は、ニオブ酸リチウムで構成され、入射した光を互いに直交する2つの直線偏光成分に分離し、一方の直線偏光成分を0次光、他方の直線偏光成分を±1次光として射出する作用がある。
【0014】
また、偏光性ホログラム54は、±1次回折光の焦点位置が異なるようなレンズ効果を有し、+1次光はフォトダイオード56より偏光性ホログラム54に近いところで焦点を結び、−1次光はフォトダイオード57より遠いところで焦点を結ぶように構成され、0次光がフォトダイオード55上で焦点を結ばないように構成されている。このため、±1次光のフォトダイオード56および57上での光スポットの直径が異なるので、正しくフォーカスエラー信号が得られるようにフォトダイオード56および57の大きさを変えた構成となっている。フォトダイオード56および57は、これらの配列方向とは垂直な方向に分割された3個ずつのフォトダイオード56a〜56cおよび57a〜57cよりそれぞれ構成される。フォトダイオード55は、フォトダイオード56および57の配列方向と同じ方向に分割されたフォトダイオード55aおよび55bよりなる。
【0015】
第2の光磁気ピックアップ装置の基本動作は、第1の光磁気ピックアップ装置の基本動作と同様であるため、説明は繰返さない。
【0016】
上記の構成において、光磁気信号RFは、以下の式(4)で表わされる。
RF=(55a+55b)−{(56a+56b+56c)+(57a+57b+57c)}…(4)
また、フォーカスエラー信号FEおよびトラッキングエラー信号TEは、それぞれ式(5)および式(6)で表わされる。
【0017】
FE=(56a+56c+57b)−(56b+57a+57c)…(5)
TE=55a−55b …(6)
従って、第2の光磁気ピックアップ装置によれば、第1の光磁気ピックアップ装置と同様に、光磁気信号の十分なS/N比が得られ、信頼性と耐久性の高い小型で低コストな光磁気ピックアップ装置が得られる。また、レーザーダイオード37から光磁気記録媒体12に至る光路中に、偏光プリズム43以外に回折格子などの余分な光分岐素子がない。このため、光利用効率が一層向上する。それとともに、光磁気信号RF、フォーカスエラー信号FEおよびトラッキングエラー信号TEを共通のフォトダイオード55〜57で検出することにより、基板36上でのフォトダイオード面積を小さくすることができる。このため、光磁気ピックアップ装置の一層の小型化と低コスト化とを実現することができる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、第1の光磁気ディスクピックアップ装置では、ホログラム回折素子42がレーザーダイオード37と光磁気記録媒体12との間に配置されている。このため、光の回折現象により、光磁気記録媒体12に到達する光パワーが減少する。したがって、レーザーダイオード37の出力を大きくしなければならない。
【0019】
また、レーザーダイオード37から射出されさらにホログラム回折素子42で回折された光が対物レンズ45に入射すると、入射した光は、光磁気記録媒体12で反射され、フォトダイオード38および39上に投射される。このため、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に偽の信号が発生してしまう。この問題を避けるためには、特開平2−273336号公報(特公平7−3703号公報)に開示される光ピックアップ装置のように、ホログラム回折素子42の形成領域を制限すればよいが、光の波長が短くなるとホログラム回折素子42の格子ピッチもそれに比例して短くなる。このため、安価に光磁気ディスクピックアップ装置を製造することが困難になる。
【0020】
さらに、フォトダイオード38および39は、レーザーダイオード37の近辺に配置されている。このため、透明基板41で反射されたレーザーダイオード37からの放射光がフォトダイオード38および39に入射して、偽のサーボ信号が発生しやすい。
【0021】
さらにまた、偏光プリズム43の幅は、配置および製造上の理由より、2〜5mmになる。このため、フォトダイオード38からフォトダイオード40までの距離も2〜5mmとなり、フォトダイオード38〜40を基板上に形成するには通常の2〜5倍の大きさの基板36が必要となる。このため、光磁気ディスクピックアップ装置の製造コストが増大するという問題がある。
【0022】
一方、第2の光磁気ディスクピックアップ装置では、レーザーダイオード37から光磁気記録媒体12に至る光路上に図11に示すようなホログラム回折素子42が存在しない。このため、第1の光磁気ディスクピックアップ装置と異なり、光の回折現象により、光磁気記録媒体12に到達する光パワーが減少することはない。また、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に偽の信号が発生してしまうこともない。
【0023】
さらに、第2の光磁気ディスクピックアップ装置では、フォトダイオード55〜57は、レーザーダイオード37から離れた位置に配置されているため、第1の光磁気ピックアップ装置のように、偽のサーボ信号が発生することもない。
【0024】
しかし、第2の光磁気ディスクピックアップ装置においても、基板36上にフォトダイオード55〜57が形成されている。このため、通常の2〜5倍の大きさの基板36が必要となり、光磁気ディスクピックアップ装置の製造コストが増大するという、第1の光磁気ディスクピックアップ装置と共通の課題がある。
【0025】
さらに、第2の光磁気ディスクピックアップ装置では、偏光プリズム43が多数の部材より構成されている。このため、フォトダイオード55〜57に入射する光ビームの位置ずれが大きくなり、組み立てが困難になる。また、偏光プリズム43の歩留まりが悪くなるといった問題がある。
【0026】
また、偏光プリズム43の偏光分離面43aと反射面43bとは、異なる部材で形成されている。このため、その平行度を高精度で確保することは困難であり、量産性の点で問題がある。
【0027】
さらに、ニオブ酸リチウムで構成された偏光性ホログラム54は、±1次回折光の回折効率が高々40%であるため、0次光として射出される直線偏光の光と±1次回折光として射出される直線偏光との強度差が1.2倍となる。このため、そのまま差信号を演算して光磁気信号を再生することが困難である上、ホログラムの製造誤差のため0次光として射出されるべき偏光の一部が回折されたり、±1次回折光として射出されるべき光が回折されずに0次光として射出されるなどして十分な消光比が得られず、信号品質が低下するという問題もある。
【0028】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、小型の光ピックアップ装置を提供することである。
【0029】
本発明の他の目的は、光利用効率の高い光ピックアップ装置を提供することである。
【0030】
本発明のさらに他の目的は、設計の自由度を向上することができる光ピックアップ装置を提供することである。
【0031】
本発明のさらに他の目的は、量産性および加工精度に優れた光ピックアップ装置を提供することである。
【0032】
【課題を解決するための手段】
本発明のある局面に係る光ピックアップ装置は、光源と、光源から光磁気記録媒体に至る光路上に配置されたレンズと、光源からレンズに至る光路上に配置され、光磁気記録媒体からの反射光の一部を分離するビームスプリッタと、ビームスプリッタで分離された反射光を検出する光検出器と、ビームスプリッタから光検出器に至る光路上に配置された第1の回折素子とを含み、ビームスプリッタは、等方性光学材料からなり、光源からの光を反射して光磁気記録媒体に至らしめ、光磁気記録媒体からの反射光を通過させるための第1の部材と、第1の部材に隣接し、異方性光学材料からなり、第1の部材を通過した光磁気記録媒体からの反射光をさらに通過させるための第2の部材とを含み、第1の部材は、互いに対向する第1の平行面と、互いに対向し、かつ各々第1の平行面と所定の角度をなして交差する第2の平行面とを有する断面が平行四辺形の角柱であり、第1の平行面の一方は第2の部材と接しており、第2の平行面の一方は光源と対向するように、第2の平行面の他方はレンズと対向するように、それぞれ配置され、所定の角度は、光源から射出され、予め定められた入射角で第2の平行面の一方に入射した光が、第1の平行面の他方と第1の平行面の一方とによってこの順序で反射され、第2の平行面の他方から射出するように選択されており、光検出器は、ビームスプリッタの第1および第2の平行面と直交する平面に平行な境界線で2分割される一組の2分割光検出部を含み、第1の回折素子は、ビームスプリッタの第1および第2の平行面と直交する平面に平行な分割線で2分割された第1および第2の領域を有し、第1の領域で回折された光磁気記録媒体からの反射光は2分割光検出部の境界線上に導かれる。
【0033】
わずか2つの部材(第1の部材および第2の部材)で構成されるビームスプリッタにより反射光の分岐と、偏光分離とが実現できる。このため、装置を小型化することができる。また、ビームスプリッタの構成部品点数が少ないため、作製誤差が小さく、光検出器に入射する光ビームの位置ずれが小さい。このため、装置の組み立てが容易である。さらに、偏光分離には結晶の複屈折性を利用する。このため、分離された2つの直線偏光の間には強度差が生じない。さらにまた、消光比は結晶性により決定されるので良好な結晶を使用することにより、ほぼ1:100程度の消光比を容易に得ることができる。このため、光利用効率を高めることができる。また、光検出器の基板はLD搭載部が不要であるため、小さくでき、製造コストが抑制できる。
第1の部材の断面は平行四辺形である。このため、第1の部材に入射する光および第1の部材から出射する光の各々の平行度および間隔を高精度に管理することができる。また、第1の部材は平行四辺形であるため、ビームスプリッタの製造方法として、大きな基板を重ね合わせてから切断するという製造方法が採用できる。このため、光ピックアップ装置の量産性を高めることができる。
第1の回折素子は、光磁気記録媒体からの反射光の一部を回折し、制御信号を生成することができる。第1の回折素子は、光源から光磁気記録媒体へ至る光路上には存在しない。このため、半導体レーザから放射された光が効率よく光磁気記録媒体に伝達されるので、より出力の低い半導体レーザを使用することができる。これにより、装置の小型化、設計の自由度を向上することができ、量産性を高めることができる。また、第1の回折素子からの回折光がレンズに入射しないように配慮する必要がなくなる。このため、第1の回折素子の設計の自由度が向上する。さらに、第1の回折素子の回折角は小さくてもよいため、入射する光の波長が短くなったとしても、ホログラムの格子ピッチを大きく保つことができる。よって、たとえば密着露光法などの方法により第1の回折素子を作製することができ、量産性および加工精度を高めることができ、光ピックアップ装置を安価に作製することができる。また、第1の回折素子で回折された光が、光磁気記録媒体で反射され光検出器へ入射することによりフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に偽の信号が発生してしまうという問題も生じない。
【0034】
好ましくは、第1の部材は、第2の部材の異常光屈折率と略同一の屈折率を有する。
【0035】
第1の部材が、異方性光学材料からなる第2の部材の異常光屈折率と略同一の屈折率を有するように、第1および第2の部材を選ぶことで、第1の部材と第2の部材とが接する面における偏光分離角を大きくすることができる。そのため、第1および第2の部材の高さを小さくすることができる。また、ウォークオフの影響を抑えることができるので容易に光学設計ができる。
【0036】
さらに好ましくは、第1の部材は、第1の部材の屈折率と第2の部材の異常光屈折率との差が、第2の部材の常光屈折率と異常光屈折率との差の1/2以内となるような屈折率を有する。
【0037】
このような屈折率を有するように、第1および第2の部材を選ぶことで、第1の部材と第2の部材とが接する面における偏光分離角を大きくすることができる。そのため、第1および第2の部材の高さを小さくすることができる。また、ウォークオフの影響が若干発生するものの比較的容易に光学設計ができる。
【0040】
さらに好ましくは、第2の部材の結晶軸は、第2の平行面の上記他方から射出される光と直交し、かつ第2の平行面の上記他方から射出される光の方向の方向ベクトルおよび第1の平行面の上記一方の法線ベクトルを含む平面に対して、略45°をなすように選択されている。
【0041】
異方性光学材料である第2の部材の結晶軸は、前記第2の平行面の前記他方から射出される光と直交し、かつ前記第2の平行面の前記他方から射出される光の方向の方向ベクトルおよび前記第1の平行面の前記一方の法線ベクトルを含む平面に対して、略45°をなすように選択される。このため、コリメートレンズおよび対物レンズによって光磁気記録媒体に集光された光に含まれる光磁気信号を安定に分離することができる。
【0042】
さらに好ましくは、光源および光検出器とビームスプリッタとの間に設けられた光透過性基板を含み、光透過性基板上に第1の回折素子が設けられている。
【0044】
さらに好ましくは、光透過性基板中の光源からの光を受ける位置に設けられ、光源からの光を3つ以上の光ビームに分割する第2の回折素子をさらに含む。
【0045】
第1の回折素子が形成される光透過性基板に第2の回折素子も形成される。このため、部品点数が増えることなく安定な3ビーム方式でトラッキング信号を得ることができる。これにより、装置の小型化を図り、光の利用効率を高めることができる。
【0046】
さらに好ましくは、第1および第2回折素子が同一平面上に並置されている。
第2の回折素子は第1の回折素子と同一の平面上に形成されるため、第2の回折素子と第1の回折素子とを同時に作製することができる。このため、作製工数が増加せず、装置の量産性を高めることができる。
【0047】
さらに好ましくは、光源とビームスプリッタとの間に設けられた1/2波長板をさらに含む。
【0048】
光源および光検出器とビームスプリッタとの間に1/2波長板が配置されている。このため、光源のファーフィールドパターンおよび偏光方向に関係なくピックアップを構成でき、ビームスプリッタの第1および第2の部材の境界面に形成される偏光膜も作製しやすくなる。
【0049】
さらに好ましくは、第2の部材は、1.4〜2.0の屈折率を有する。
第2の部材としてガラスに近い屈折率を有する材料が用いられる。このため、第1の部材と第2の部材との境界での主光線の屈折角が小さくなり、発生する非点収差とコマ収差とを抑制することができる。
【0050】
さらに好ましくは、第2の部材は、四ホウ酸化リチウムからなる。
第2の部材として複屈折が大きい四ホウ酸化リチウムを利用した場合には、偏光分離された光の空間的距離を大きくとることができる。
さらに好ましくは、2分割検出部の出力を比較してフォーカス誤差信号を得る。
【0051】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る光ピックアップ装置は、ステム8と、ステム8上に設けられた光源である半導体レーザ1と、ステム8を覆うキャップ9と、キャップ9上に取付けられた光透過性基板4と、光透過性基板4の上に取付けられた1/2波長板3と、1/2波長板3の上に取付けられたビームスプリッタ2と、半導体レーザ1から放射される光を光磁気記録媒体12上に集光するコリメートレンズ10および対物レンズ11と、ステム8上に配置され、ビームスプリッタ2で分岐された光磁気記録媒体12からの反射光を検出する光検出器7とを含む。
【0052】
ビームスプリッタ2は、半導体レーザ1からコリメートレンズ10に至る光路上に配置され、上述のように光磁気記録媒体12からの反射光の一部を分離する。また、ビームスプリッタ2は、等方性光学材料からなる第1の部材15と、異方性光学材料からなる第2の部材14とで構成され、半導体レーザ1からの光は第1の部材15中のみを通過してコリメートレンズ10に至り、光磁気記録媒体12からの反射光は第1の部材15および第2の部材14を通過して光検出器7に到達するように構成されている。ビームスプリッタ2を構成する第1の部材15は主として断面が平行四辺形の角柱であり、第2の部材14と接する第1の面18と、第1の面18に隣接する第2の面16と、第1の面18に対向する第3の面17と、第2の面16の面と対向する第4の面19とを有する。
【0053】
光透過性基板4には、ビームスプリッタ2から光検出器7に至る光路上に配置され、光磁気記録媒体12からの反射光の一部を回折させて制御信号を生成する第1の回折素子6が形成されている。また、第1の回折素子6が形成されている面上で半導体レーザ1から放射された光が通過する部分には、半導体レーザ1からの光を2つのトラッキング用ビームと1つの情報再生用ビームとの計3つのビームに分割する第2の回折素子5が形成されている。
【0054】
キャップ9の光通過領域には窓ガラス21が取付けられており、内部は気密封止されている。ステム8とキャップ9とで構成されるパッケージ13内部を気密封止することにより、半導体レーザ1と光検出器7との相対位置が安定に保たれる。
【0055】
半導体レーザ1から射出されたP偏光は第2の回折素子5により2つのトラッキング用ビームと1つの情報再生用ビームとの計3つのビームに分割される。3つのビームは、1/2波長板3により90°偏光面が回転されてS偏光に変換される。S偏光に変換された3つのビームは、ビームスプリッタ2の第1の部材15へ第2の面16から入射する。第1の部材15に入射した3つのビームは第3の面17および第1の面18で反射された後、第4の面19から射出され、コリメートレンズ10および対物レンズ11により光磁気記録媒体12上に集光される。第2の回折素子5は、上述のように光透過性基板4の第1の回折素子6と同一面に形成され、図2に示すような一定の間隔を有する直線格子である。また、第1の面18の偏光特性は、たとえばS偏光の反射率が70%(S偏光の透過率が30%)、P偏光の反射率が0%(P偏光の透過率が100%)に設定されており、半導体レーザ1から放射される光のうちの70%が光磁気記録媒体12に照射される。
このとき、第2の回折素子5は、X軸に平行な回折格子を有している。このため、上述した2つのトラッキング用ビームと1つの情報再生用ビームはZ軸に並行に配置される。
【0056】
光磁気記録媒体12で反射した光は、光磁気記録媒体12に記録された磁化の方向に応じてその偏光面が回転する。偏光面が回転した光は、対物レンズ11およびコリメートレンズ10を通過してビームスプリッタ2の第1の部材15の第4の面19に入射する。第4の面19に入射した光は、第1の面18を通過して第2の部材14に入射する。第1の面18の偏光特性は上述のように、たとえばS偏光の反射率が70%(S偏光の透過率が30%)、P偏光の反射率が0%(P偏光の透過率が100%)に設定されている。このため、光磁気記録媒体12で反射した光が第1の面18を通過する際、見かけ上偏光面の回転量が増加する。すなわち、図3に示すように、第1の面18通過前の反射光の偏光面の回転量をθとした場合、第1の面18通過後の反射光の偏光面の回転量はθ′となる(θ′>θ)。
【0057】
第2の部材14は光学異方性を有するため、第2の部材14中において光磁気記録媒体12からの反射光は直交する2つの偏光成分に分離され、各々異なる方向に進行する。偏光分離された反射光は1/2波長板3を通過して第1の回折素子6に入射し、その一部が回折される。光磁気記録媒体12からは3つの光ビームが反射されるため、偏光分離により合計6つの光ビームが第1の回折素子6に入射する。
【0058】
図4を参照して、第1の回折素子6の形状およびそれに入射する6つの光ビームについて説明する。実線および破線の円は、それぞれ直交する2つの偏光成分に分離された光を示す。第1の回折素子6はX−Y平面に平行な境界線DL1とこれに直交する境界線DL2により3つの領域6a〜6cに分割され、それぞれの領域で格子間隔が異なる。このため、領域6aで回折された情報再生用光ビームは図5に示す光検出器7の光検出部7aに、領域6bで回折された情報再生用光ビームは光検出部7bに、領域6cで回折された情報再生用光ビームは光検出部7cおよび7dの境界線上に、それぞれ入射する。光検出部7cおよび7dの境界線は、第1〜第4の面18,16,17,19と直交するX−Y平面に平行である。第1の回折素子6を0次回折光として透過した情報再生用光ビームは、光検出部7eおよび7fに入射する。
【0059】
第1の回折素子6を0次回折光として通過した2つのトラッキング用ビームは、それぞれ光検出部7gおよび7hにて検出される。
【0060】
したがって、光検出部7cおよび7dの出力信号の差を演算することにより、フーコー法に基づくフォーカス誤差信号が得られ、光検出部7gおよび7hの出力信号の差を演算することにより、3ビーム法に基づくラジアル誤差信号が得られる。また、光検出部7aおよび7bの出力信号の差を演算することによりいわゆるプッシュ・プル信号が得られる。このプッシュ・プル信号は、たとえば、光磁気記録媒体12上に形成されたトラッキング溝を蛇行させて記録したアドレス信号の検出に用いられる。光磁気信号は、光検出部7eおよび7fの出力信号の差を演算することにより得られる。
【0061】
ビームスプリッタ2の第2の部材14の屈折率は、第1の部材15の屈折率に近いほうが、境界面での屈折が小さく非点収差の発生が抑制できるので好ましい。非点収差が大きくなると光検出器7上での集光スポット形状が乱れて大きくなり、光検出器7もそれに応じて大きくしなけばならないという不具合がある。第1の部材15としてはガラスが用いられるのが一般的で、その屈折率は1.4〜2.0である。このため、第2の部材14の屈折率も1.4〜2.0であることが望ましく、たとえば、水晶(Ne=1.547,No=1.539)、サファイア(Ne=1.760,No=1.768)または四ホウ酸化リチウム(Ne=1.605,No=1.549)を用いるのが好ましい。なお、Neは、複屈折における異常光に対する屈折率を表わし、Noは、複屈折における常光に対する屈折率を表わす。特に四ホウ酸化リチウムは複屈折が大きく、短い距離で2つの偏光を空間的に分離できる。このため、パッケージ13をコンパクトにすることができ、好ましい。
【0062】
1/2波長板3はなくともよいが、ビームスプリッタ2の第1の部材15の第1の面18に形成される偏光膜の反射率は一般にはS偏光の反射率を高くした方が作製しやすい。このため、半導体レーザ1から放射される光の偏光方向がP偏光である場合に、その偏光方向を90°回転させるために1/2波長板3を配置するほうが好ましい。
【0063】
以上説明した光ピックアップ装置では、わずか2つの部材(第1の部材15および第2の部材14)で構成されるビームスプリッタ2により反射光の分岐と、偏光分離とが実現できる。このため、装置を小型化することができる。また、ビームスプリッタ2の構成部品点数が少ないため、作製誤差が小さく、光検出器7に入射する光ビームの位置ずれが小さい。このため、装置の組み立てが容易である。さらに、偏光分離には結晶の複屈折性を利用する。このため、分離された2つの直線偏光の間には強度差が生じない。さらにまた、消光比は結晶性により決定されるので良好な結晶を使用することにより、ほぼ1:100程度の消光比を容易に得ることができる。このため、光利用効率を高めることができる。また、光検出器7は、LD搭載部が不要であるため、基板が小さくなり、製造コストが抑制される。
【0064】
また、第1の部材15の断面は平行四辺形である。このため、第1の部材15に入射する光および第1の部材15から出射する光の各々の平行度および間隔を高精度に管理することができる。また、第1の部材15は平行四辺形であるため、ビームスプリッタ19の製造方法として、大きな基板を重ね合わせてから切断するという製造方法が採用できる。このため、光ピックアップ装置の量産性を高めることができる。
【0065】
さらに、第1の回折素子6は、半導体レーザ1から光磁気記録媒体12へ至る光路上には存在しない。このため、半導体レーザ1から放射された光が効率よく光磁気記録媒体12に伝達されるので、より出力の低い半導体レーザ1を使用することができる。これにより、装置の小型化、設計の自由度を向上することができ、量産性を高めることができる。また、第1の回折素子6からの回折光がコリメートレンズ10および対物レンズ11に入射しないように配慮する必要がなくなる。このため、第1の回折素子6の設計の自由度が向上する。さらに、第1の回折素子6の回折角は小さくてもよいため、入射する光の波長が短くなったとしても、ホログラムの格子ピッチを大きく保つことができる。よって、たとえば密着露光法などの方法により第1の回折素子6を作製することができ、量産性および加工精度を高めることができ、安価に光ピックアップ装置を作製することができる。また、第1の回折素子6で回折された光が、光磁気記録媒体12で反射され光検出器7へ入射することによりフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に偽の信号が発生してしまうという問題も生じない。
【0066】
さらにまた、第1の回折素子6が形成される光透過性基板4に第2の回折素子5も形成される。このため、部品点数が増えることなく安定な3ビーム方式でトラッキング信号を得ることができる。これにより、装置の小型化を図り、光の利用効率を高めることができる。また、第2の回折素子5は第1の回折素子6と同一の平面状に形成されるため、第2の回折素子5と第1の回折素子6とを同時に作製することができる。このため、作製工数が増加せず、装置の量産性を高めることができる。
【0067】
また、ビームスプリッタ2とパッケージ13との間に1/2波長板3を配置した構成になっている。このため、半導体レーザ1のファーフィールドパターンおよび偏光方向に関係なくピックアップを構成でき、ビームスプリッタ2の第1の面18に形成される偏光膜も作製しやすくなる。
【0068】
また、第2の部材14としてガラスに近い屈折率を有する材料が用いられる。このため、第1の部材15と第2の部材14との境界での主光線の屈折角が小さくなり、発生する非点収差とコマ収差とを抑制することができる。
【0069】
第2の部材14として複屈折が大きい四ホウ酸化リチウムを利用した場合には、偏光分離された光の空間的距離を大きくとることができる。
【0070】
[実施の形態2]
図6を参照して、本発明の実施の形態に係る光ピックアップ装置は、ステム8と、ステム8上に設けられた光源である半導体レーザ1と、ステム8を覆うキャップ9と、キャップ9上に取付けられた光透過性基板4と、光透過性基板4の上に取付けられたビームスプリッタ2と、半導体レーザ1から放射される光を光磁気記録媒体12上に集光するコリメートレンズ10および対物レンズ11と、ステム8上に配置され、ビームスプリッタ2で分岐された光磁気記録媒体12からの反射光を検出する光検出器27とを含む。
【0071】
ビームスプリッタ2は、半導体レーザ1からコリメートレンズ10に至る光路上に配置され、上述のように光磁気記録媒体12からの反射光の一部を分離する。また、ビームスプリッタ2は、等方性光学材料からなる第1の部材15と、異方性光学材料からなる第2の部材14とで構成され、半導体レーザ1からの光は第1の部材15中のみを通過してコリメートレンズ10に至り、光磁気記録媒体12からの反射光は第1の部材15および第2の部材14を通過して光検出器27に到達するように構成されている。ビームスプリッタ2を構成する第1の部材15は主として断面が平行四辺形の角柱であり、第2の部材14と接する第1の面18と、第1の面18に隣接する第2の面16と、第1の面18に対向する第3の面17と、第2の面16の面と対向する第4の面19とを有する。
【0072】
光透過性基板4には、ビームスプリッタ2から光検出器27に至る光路上に配置され、光磁気記録媒体12からの反射光の一部を回折させて制御信号を生成する第1の回折素子26が形成されている。また、第1の回折素子26が形成されている面上で半導体レーザ1から放射された光が通過する部分には、半導体レーザ1からの光を2つのトラッキング用ビームと1つの情報再生用ビームとの計3つのビームに分割する第2の回折素子25が形成されている。
【0073】
キャップ9の光通過領域には窓ガラス21が取付けられており、内部は気密封止されている。ステム8とキャップ9とで構成されるパッケージ23内部を気密封止することにより、半導体レーザ1と光検出器27との相対位置が安定に保たれる。
【0074】
半導体レーザ1から射出されたS偏光は第2の回折素子25により2つのトラッキング用ビームと1つの情報再生用ビームとの計3つのビームに分割される。3つのビームは、ビームスプリッタ2の第1の部材15へ第2の面16から入射する。第1の部材15に入射した3つのビームは第3の面17および第1の面18で反射された後、第4の面19から射出され、コリメートレンズ10および対物レンズ11により光磁気記録媒体12上に集光される。第2の回折素子25は、上述のように光透過性基板4の第1の回折素子26と同一面に形成され、図7に示すような一定の間隔を有する直線格子である。また、第1の面18の偏光特性は、たとえばS偏光の反射率が70%(S偏光の透過率が30%)、P偏光の反射率が0%(P偏光の透過率が100%)に設定されており、半導体レーザ1から放射される光のうちの70%が光磁気記録媒体12に照射される。
【0075】
光磁気記録媒体12で反射した光は、光磁気記録媒体12に記録された磁化の方向に応じてその偏光面が回転する。偏光面が回転した光は、対物レンズ11およびコリメートレンズ10を通過してビームスプリッタ2の第1の部材15の第4の面19に入射する。第4の面19に入射した光は、第1の面18を通過して第2の部材14に入射する。第1の面18の偏光特性は上述のように、たとえばS偏光の反射率が70%(S偏光の透過率が30%)、P偏光の反射率が0%(P偏光の透過率が100%)に設定されている。このため、光磁気記録媒体12で反射した光が第1の面18を通過する際、見かけ上偏光面の回転量が増加する。
【0076】
第2の部材14は光学異方性を有するため、第2の部材14中において光磁気記録媒体12からの反射光は直交する2つの偏光成分に分離され、各々異なる方向に進行する。偏光分離された反射光は第1の回折素子26に入射し、その一部が回折される。光磁気記録媒体12からは3つの光ビームが反射されるため、偏光分離により合計6つの光ビームが第1の回折素子26に入射する。
【0077】
図8を参照して、第1の回折素子26の形状およびそれに入射する6つの光ビームについて説明する。実線および破線の円は、それぞれ直交する2つの偏光成分に分離された光を示す。第1の回折素子26は3つの領域26a〜26cを有し、それぞれの領域で格子間隔が異なる。このため、領域26aで回折された情報再生用光ビームは図9に示す光検出器27の光検出部27aに、領域26bで回折された情報再生用光ビームは光検出部27bに、領域26cで回折された情報再生用光ビームは光検出部27cおよび27dの境界線上に、それぞれ入射する。第1の回折素子26を0次回折光として透過した情報再生用光ビームは、光検出部27fおよび27iに入射する。
【0078】
第1の回折素子26を0次回折光として通過した2つのトラッキング用ビームのうちの一方は光検出部27eおよび27gで検出され、他方は光検出部27hおよび27jで検出される。
【0079】
したがって、光検出部27cおよび27dの出力信号の差を演算することにより、フーコー法に基づくフォーカス誤差信号が得られ、光検出部27eおよび27gの出力信号の和と、光検出部27hおよび27jの出力信号の和との差を演算することにより、3ビーム法に基づくラジアル誤差信号が得られる。また、光検出部27aおよび27bの出力信号の差を演算することにより、いわゆるプッシュ・プル信号が得られる。このプッシュ・プル信号は、たとえば、光磁気記録媒体12上に形成されたトラッキング溝を蛇行させて記録したアドレス信号の検出に用いられる。光磁気信号は、光検出部27fおよび27iの出力信号の差を演算することにより得られる。
【0080】
ビームスプリッタ2の第2の部材14の屈折率は、第1の部材15の屈折率に近いほうが、境界面での屈折が小さく非点収差の発生が抑制できるので好ましい。非点収差が大きくなると光検出器27上での集光スポット形状が乱れて大きくなり、光検出器27もそれに応じて大きくしなけばならないという不具合がある。第1の部材15としてはガラスが用いられるのが一般的で、その屈折率は1.4〜2.0である。このため、第2の部材14の屈折率も1.4〜2.0であることが望ましく、たとえば、水晶(Ne=1.547,No=1.539)、サファイア(Ne=1.760,No=1.768)または四ホウ酸化リチウム(Ne=1.548,No=1.604)を用いるのが好ましい。特に四ホウ酸化リチウムは複屈折が大きく、短い距離で2つの偏光を空間的に分離できる。このため、パッケージ23をコンパクトにすることができ、好ましい。
【0081】
また、ビームスプリッタ2を構成する等方性材料からなる第1の部材15の屈折率が異方性光学材料からなる第2の部材14の異常光屈折率Neと同等になるような材料を選定することで、第1の面18で偏光分離する際の偏光分離角を大きく取ることができ、好ましい。換言すれば、第1の部材15の屈折率と第2の部材の異常光屈折率Neとの差が、第2の部材の常光屈折率Noと異常光屈折率Neとの差の1/2以内となるような屈折率を有する材料を第1の部材15として選定することが望ましい。一般に、複屈折材料の屈折率は屈折率楕円体を元にして考えることができ、複屈折材料の結晶軸の方位と、複屈折材料に入射する光線の偏光の向きとによって、屈折率が定義される。
【0082】
たとえば、第1の部材15および第2の部材14として、SCHOTT社製の光学ガラスSF2(N=1.63553、Nは屈折率)および四ホウ酸化リチウム(Ne=1.548、No=1.604)をそれぞれ用い、第2の部材14への入射光の偏光方向と第2の部材14の結晶軸とがなす角度を45°に設定する。上記入射光の第2の部材14中での異常光屈折率Ne′は、第2の部材14への入射光の偏光方向と第2の部材14の結晶軸との関係から逐次計算を行なうことにより求められ、1.563となる。
【0083】
また、第1の部材15および第2の部材14として、SF2(N=1.63553)および四ホウ酸化リチウム(Ne=1.548、No=1.604)をそれぞれ用い、第2の部材14への入射光の偏光方向と第2の部材14の結晶軸とがなす角を0°に設定する。上記入射光の第2の部材14中での異常光屈折率Ne′は、1.548となる。よって、第2の部材14への入射光の偏光方向と第2の部材14の結晶軸とがなす角度により、第1の部材15および第2の部材14の境界面での異常光の偏光分離角が変化する。この現象はウォークオフと呼ばれる。
【0084】
ここで、ビームスプリッタ2を構成する材料により偏光分離角が変化する現象について、3つの例を示す。
【0085】
第1の例として、ビームスプリッタ2を構成する第1の部材15であるガラス材料としてSF2(N=1.63553)を用い、第2の部材14である複屈折材料として四ホウ酸化リチウム(Ne=1.548、No=1.604)を用いる。また、第2の部材14への入射光の偏光方向と第2の部材14の結晶軸とのなす角を45°に設定すると、上記ウォークオフが発生する。このため、第1の部材15と第2の部材14との境界面での偏光分離角は約1.597°となる。この場合、SF2の屈折率と四ホウ酸化リチウムの異常光屈折率との差が大きい。また、常光に比べて異常光は大きな収差を持つ。このため、光学的に設計が困難となる。
【0086】
第2の例として第2の部材14である複屈折材料の異常光屈折率Neと同等の屈折率を有するガラス材料を第1の部材15に用いる。たとえば、第1の部材15に、SCHOTT社製の光学ガラスPSK3(N=1.547)を用い、第2の部材14に四ホウ酸化リチウム(Ne=1.548、No=1.604)を用いる。第2の部材14への入射光の偏光方向と第2の部材14の結晶軸とのなす角を45°に設定すると、上記ウォークオフが抑制され、境界面での偏光分離角は約2.001°となる。よって、第1の部材15にSF2(N=1.63553)を用いるよりも、第2の部材14の異常光屈折率と同等の屈折率を有するガラス材料を第1の部材15として用いることにより、偏光分離角を大きくすることができる。
【0087】
図10を参照して、第2の部材14に用いられる複屈折材料の結晶軸方向は、第4の面19と同一平面内において、第3の面17と第4の面19との交線2aに対して、45°に設定される。これにより、光磁気記録媒体12で反射された光に含まれる光磁気信号が安定に分離される。
【0088】
第3の例として第2の部材14である複屈折材料の異常光屈折率と第1の部材15であるガラス材料の屈折率との差が、第2の部材14の常光屈折率と異常光屈折率との差の1/2以下となるようなガラス材料を用いる。たとえば、第1の部材15に、SCHOTT社製の光学ガラスLF5(N=1.5722)を用い、第2の部材14に四ホウ酸化リチウム(Ne=1.548、No=1.604)を用いる。また、第2の部材14への入射光の偏光方向と第2の部材14の結晶軸とがなす角度を45°に設定すると、上記ウォークオフが若干発生するものの第1の部材15と第2の部材14との境界面での偏光分離角は約1.98°となる。この場合、常光および異常光は同程度の収差を持つ。このため、光学的に設計が容易となる。
【0089】
以上説明した光ピックアップ装置では、第1の部材15が、異方性光学材料からなる第2の部材14の異常光屈折率と同等の屈折率を有するように、第1の部材15および第2の部材14を選ぶことで、第1の面18における偏光分離角を大きくすることができる。そのため、パッケージ23の高さを低くすることができ、装置を小型化することができる。また、ウォークオフの影響を抑えることができるので容易に光学設計ができる。
【0090】
また、異方性光学材料である第2の部材14の結晶軸の方向が、第3の面17および第4の面19の交線2aと、第4の面19と同一平面内で45°をなすように選ばれ、ビームスプリッタ2が構成される。このため、コリメートレンズ10および対物レンズ11によって光磁気記録媒体12に集光された光に含まれる光磁気信号を安定に分離することができる。
【0091】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る光ピックアップ装置の構成を示す側面外観図である。
【図2】第2の回折素子5の外観図である。
【図3】第1の面18通過前後での光の偏光面の回転量の変化を説明するための図である。
【図4】第1の回折素子6の形状および第1の回折素子6に入射する6つの光ビームを説明するための図である。
【図5】光検出器7の形状および光検出器7に入射する光ビームを説明するための図である。
【図6】本発明の実施の形態2に係る光ピックアップ装置の構成を示す側面外観図である。
【図7】第2の回折素子25の外観図である。
【図8】第1の回折素子26の形状および第1の回折素子26に入射する6つの光ビームを説明するための図である。
【図9】光検出器27の形状および光検出器27に入射する光ビームを説明するための図である。
【図10】第2の部材14の結晶軸を説明するための、ビームスプリッタ2の上面図である。
【図11】従来の第1の光磁気ピックアップ装置の構成を示す側面外観図である。
【図12】従来の第1の光磁気ピックアップ装置の受光素子、発光素子および検光子部分の上面図である。
【図13】従来の第2の光磁気ピックアップ装置の構成を示す側面外観図である。
【図14】従来の第2の光磁気ピックアップ装置の受光素子および発光素子部分の上面図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ、2 ビームスプリッタ、3 1/2波長板、4 光透過性基板、5,25 第2の回折素子、6,26 第1の回折素子、7,27 光検出器、8 ステム、9 キャップ、10 コリメートレンズ、11 対物レンズ、12 光磁気記録媒体、13,23 パッケージ、14 第2の部材、15 第1の部材。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical pickup device, and more particularly to an optical pickup device used in a magneto-optical disk reproducing device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a magneto-optical disk reproducing apparatus capable of repeatedly recording and reproducing data such as sound, images and documents has been developed. The optical pickup apparatus is a small component as a basic component of the magneto-optical disk reproducing apparatus. The emphasis is on making it easier.
[0003]
A magneto-optical pickup device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-329544 is known as a magneto-optical pickup device that is miniaturized. With reference to FIG. 11 and FIG. 12, the first conventional magneto-optical pickup device is an
[0004]
The
[0005]
A
[0006]
The basic operation of the above magneto-optical pickup device will be described. The P-polarized light emitted from the
[0007]
At this time, when the signals obtained by the
[0008]
RF = 40a-40b (1)
On the other hand, the light that has passed through the
[0009]
FE = {(38a + 38c + 38d + 38f) + (39b + 39e)}-{(38b + 38e) + (39a + 39c + 39d + 39f)} (2)
The dividing lines for dividing the
[0010]
TE = {(38a + 38b + 38c) + (39a + 39b + 39c)}-{(38d + 38e + 38f) + (39d + 39e + 39f)} (3)
Thus, by providing the polarizing
[0011]
JP-A-8-329544 discloses a magneto-optical pickup device as shown below.
[0012]
13 and 14, the conventional second magneto-optical pickup device is different from the first magneto-optical pickup device in that the polarizing
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
Since the basic operation of the second magneto-optical pickup apparatus is the same as that of the first magneto-optical pickup apparatus, description thereof will not be repeated.
[0016]
In the above configuration, the magneto-optical signal RF is represented by the following equation (4).
RF = (55a + 55b) − {(56a + 56b + 56c) + (57a + 57b + 57c)} (4)
Further, the focus error signal FE and the tracking error signal TE are expressed by Expression (5) and Expression (6), respectively.
[0017]
FE = (56a + 56c + 57b) − (56b + 57a + 57c) (5)
TE = 55a-55b (6)
Therefore, according to the second magneto-optical pickup device, as in the first magneto-optical pickup device, a sufficient S / N ratio of the magneto-optical signal can be obtained, and the small size and low cost with high reliability and durability can be obtained. A magneto-optical pickup device is obtained. Further, in the optical path from the
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the first magneto-optical disk pickup apparatus, the
[0019]
Further, when light emitted from the
[0020]
Further, the
[0021]
Furthermore, the width of the
[0022]
On the other hand, in the second magneto-optical disk pickup apparatus, the
[0023]
Further, in the second magneto-optical disk pickup device, the
[0024]
However, also in the second magneto-optical disk pickup device,
[0025]
Further, in the second magneto-optical disk pickup device, the
[0026]
Further, the
[0027]
Furthermore, the
[0028]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a small-sized optical pickup device.
[0029]
Another object of the present invention is to provide an optical pickup device with high light utilization efficiency.
[0030]
Still another object of the present invention is to provide an optical pickup device capable of improving the degree of design freedom.
[0031]
Still another object of the present invention is to provide an optical pickup device excellent in mass productivity and processing accuracy.
[0032]
[Means for Solving the Problems]
An optical pickup device according to an aspect of the present invention includes a light source, a lens disposed on an optical path from the light source to the magneto-optical recording medium, an optical path from the light source to the lens, and reflection from the magneto-optical recording medium. A beam splitter for separating a part of the light, and a photodetector for detecting the reflected light separated by the beam splitter;A first diffractive element disposed on the optical path from the beam splitter to the photodetector;The beam splitter is made of isotropic optical material and reflects light from the light sourceMagneto-optical recording mediumA first member for allowing reflected light from the magneto-optical recording medium to pass, and a magneto-optical recording medium which is adjacent to the first member and is made of an anisotropic optical material and has passed through the first member A second member for further passing reflected light fromThe first member has a parallel four-sided cross section having a first parallel surface facing each other and a second parallel surface facing each other and intersecting each first parallel surface at a predetermined angle. The first parallel surface is in contact with the second member, and the other of the second parallel surfaces faces the lens so that one of the second parallel surfaces faces the light source. As described above, each of the predetermined angles is emitted from the light source, and light incident on one of the second parallel surfaces at a predetermined incident angle is reflected on the other of the first parallel surfaces and the first parallel surface. And is selected to exit from the other of the second parallel surfaces, and the photodetector is parallel to a plane orthogonal to the first and second parallel surfaces of the beam splitter. The first diffractive element includes a set of two-divided photodetectors that are divided into two at the boundary line. Reflection from a magneto-optical recording medium having first and second regions divided into two by a dividing line parallel to a plane orthogonal to the first and second parallel surfaces of the liter, and diffracted in the first region The light is guided on the boundary line of the two-part photodetection unit.
[0033]
Branching of reflected light and polarization separation can be realized by a beam splitter composed of only two members (a first member and a second member). For this reason, an apparatus can be reduced in size. In addition, since the number of components of the beam splitter is small, the manufacturing error is small, and the positional deviation of the light beam incident on the photodetector is small. For this reason, the assembly of an apparatus is easy. Further, the birefringence of the crystal is used for polarization separation. For this reason, there is no difference in intensity between the two separated linearly polarized lights. Furthermore, since the extinction ratio is determined by crystallinity, an extinction ratio of about 1: 100 can be easily obtained by using a good crystal. For this reason, light utilization efficiency can be improved. In addition, since the LD mounting portion is unnecessary for the substrate of the photodetector, it can be made small, and the manufacturing cost can be suppressed.
The cross section of the first member is a parallelogram. For this reason, each parallelism and space | interval of the light which injects into a 1st member, and the light radiate | emitted from a 1st member can be managed with high precision. In addition, since the first member is a parallelogram, a manufacturing method in which a large substrate is overlaid and then cut can be adopted as a method of manufacturing the beam splitter. For this reason, the mass productivity of the optical pickup device can be improved.
The first diffractive element can diffract part of the reflected light from the magneto-optical recording medium and generate a control signal. The first diffraction element does not exist on the optical path from the light source to the magneto-optical recording medium. For this reason, since the light emitted from the semiconductor laser is efficiently transmitted to the magneto-optical recording medium, a semiconductor laser having a lower output can be used. Thereby, the downsizing of the apparatus and the degree of design freedom can be improved, and the mass productivity can be improved. Moreover, it is not necessary to consider that the diffracted light from the first diffraction element does not enter the lens. For this reason, the freedom degree of design of the 1st diffraction element improves. Furthermore, since the diffraction angle of the first diffraction element may be small, the grating pitch of the hologram can be kept large even if the wavelength of the incident light is shortened. Therefore, for example, the first diffraction element can be manufactured by a method such as a contact exposure method, mass productivity and processing accuracy can be improved, and an optical pickup device can be manufactured at low cost. Further, there is no problem that the light diffracted by the first diffractive element is reflected by the magneto-optical recording medium and incident on the photodetector to generate false signals in the focus error signal and the tracking error signal. .
[0034]
Preferably, the first member has a refractive index substantially the same as the extraordinary light refractive index of the second member.
[0035]
By selecting the first and second members so that the first member has a refractive index substantially the same as the extraordinary light refractive index of the second member made of an anisotropic optical material, The polarization separation angle at the surface in contact with the second member can be increased. Therefore, the height of the first and second members can be reduced. Further, since the influence of the walk-off can be suppressed, the optical design can be easily performed.
[0036]
More preferably, in the first member, the difference between the refractive index of the first member and the extraordinary light refractive index of the second member is 1 of the difference between the ordinary light refractive index and the extraordinary light refractive index of the second member. The refractive index is within / 2.
[0037]
By selecting the first and second members so as to have such a refractive index, the polarization separation angle at the surface where the first member and the second member are in contact can be increased. Therefore, the height of the first and second members can be reduced. In addition, the optical design can be relatively easily performed although the influence of the walk-off slightly occurs.
[0040]
More preferably, the crystal axis of the second member is orthogonal to the light emitted from the other of the second parallel surfaces, and the direction vector of the direction of the light emitted from the other of the second parallel surfaces and The plane is selected so as to form approximately 45 ° with respect to a plane including the one normal vector of the first parallel plane.
[0041]
The crystal axis of the second member, which is an anisotropic optical material, is orthogonal to the light emitted from the other of the second parallel surfaces and the light emitted from the other of the second parallel surfaces. It is selected to form approximately 45 ° with respect to a plane including the direction vector of the direction and the one normal vector of the first parallel plane. For this reason, the magneto-optical signal contained in the light condensed on the magneto-optical recording medium by the collimating lens and the objective lens can be stably separated.
[0042]
More preferably, a light-transmitting substrate provided between the light source and the photodetector and the beam splitterAnd the first diffraction element is provided on the light transmissive substrate..
[0044]
More preferably, it further includes a second diffractive element that is provided at a position in the light transmissive substrate that receives light from the light source and divides the light from the light source into three or more light beams.
[0045]
A second diffractive element is also formed on the light-transmitting substrate on which the first diffractive element is formed. For this reason, a tracking signal can be obtained by a stable three-beam method without increasing the number of parts. As a result, the apparatus can be miniaturized and the light utilization efficiency can be increased.
[0046]
More preferably, the first and second diffraction elements are juxtaposed on the same plane.
Since the second diffractive element is formed on the same plane as the first diffractive element, the second diffractive element and the first diffractive element can be manufactured simultaneously. For this reason, the number of manufacturing steps does not increase, and the mass productivity of the apparatus can be improved.
[0047]
More preferably, it further includes a half-wave plate provided between the light source and the beam splitter.
[0048]
A half-wave plate is disposed between the light source and photodetector and the beam splitter. Therefore, a pickup can be configured regardless of the far field pattern of the light source and the polarization direction, and a polarizing film formed on the boundary surface between the first and second members of the beam splitter can be easily produced.
[0049]
More preferably, the second member has a refractive index of 1.4 to 2.0.
A material having a refractive index close to that of glass is used as the second member. For this reason, the refraction angle of the chief ray at the boundary between the first member and the second member becomes small, and the generated astigmatism and coma aberration can be suppressed.
[0050]
More preferably, the second member is made of lithium tetraborate.
When lithium tetraborate oxide having a large birefringence is used as the second member, the spatial distance of the polarized light can be increased.
More preferably, the output of the two-divided detection unit is compared to obtain a focus error signal.
[0051]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Embodiment 1]
Referring to FIG. 1, an optical pickup device according to an embodiment of the present invention includes a
[0052]
The
[0053]
The
[0054]
A
[0055]
The P-polarized light emitted from the
At this time, the
[0056]
The plane of polarization of the light reflected by the magneto-
[0057]
Since the
[0058]
With reference to FIG. 4, the shape of the
[0059]
The two tracking beams that have passed through the first
[0060]
Accordingly, a focus error signal based on the Foucault method is obtained by calculating the difference between the output signals of the
[0061]
The refractive index of the
[0062]
Although the half-
[0063]
In the optical pickup device described above, branching of reflected light and polarization separation can be realized by the
[0064]
The cross section of the
[0065]
Further, the
[0066]
Furthermore, the second
[0067]
Further, the half-
[0068]
A material having a refractive index close to that of glass is used for the
[0069]
When lithium tetraborate having a large birefringence is used as the
[0070]
[Embodiment 2]
Referring to FIG. 6, the optical pickup device according to the embodiment of the present invention includes a
[0071]
The
[0072]
The
[0073]
A
[0074]
S-polarized light emitted from the
[0075]
The plane of polarization of the light reflected by the magneto-
[0076]
Since the
[0077]
With reference to FIG. 8, the shape of the
[0078]
One of the two tracking beams that have passed through the
[0079]
Therefore, by calculating the difference between the output signals of the
[0080]
The refractive index of the
[0081]
A material is selected such that the refractive index of the
[0082]
For example, as the
[0083]
Further, as the
[0084]
Here, three examples of the phenomenon in which the polarization separation angle changes depending on the material constituting the
[0085]
As a first example, SF2 (N = 1.63553) is used as the glass material that is the
[0086]
As a second example, a glass material having a refractive index equivalent to the extraordinary refractive index Ne of the birefringent material that is the
[0087]
Referring to FIG. 10, the crystal axis direction of the birefringent material used for
[0088]
As a third example, the difference between the extraordinary light refractive index of the birefringent material that is the
[0089]
In the optical pickup device described above, the
[0090]
The direction of the crystal axis of the
[0091]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side external view showing a configuration of an optical pickup device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an external view of a
FIG. 3 is a diagram for explaining a change in the amount of rotation of a polarization plane of light before and after passing through a first surface;
FIG. 4 is a diagram for explaining the shape of the first
FIG. 5 is a diagram for explaining the shape of the
FIG. 6 is a side external view showing a configuration of an optical pickup device according to a second embodiment of the present invention.
7 is an external view of a
FIG. 8 is a diagram for explaining the shape of the first diffraction element and six light beams incident on the first diffraction element.
9 is a diagram for explaining the shape of the
10 is a top view of the
FIG. 11 is a side external view showing a configuration of a conventional first magneto-optical pickup device.
FIG. 12 is a top view of a light receiving element, a light emitting element, and an analyzer portion of a first conventional magneto-optical pickup apparatus.
FIG. 13 is a side external view showing a configuration of a second conventional magneto-optical pickup apparatus.
FIG. 14 is a top view of a light receiving element and a light emitting element part of a second conventional magneto-optical pickup apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記光源から光磁気記録媒体に至る光路上に配置されたレンズと、
前記光源から前記レンズに至る光路上に配置され、前記光磁気記録媒体からの反射光の一部を分離するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタで分離された前記反射光を検出する光検出器と、
前記ビームスプリッタから前記光検出器に至る光路上に配置された第1の回折素子とを含み、
前記ビームスプリッタは、
等方性光学材料からなり、前記光源からの光を反射して前記光磁気記録媒体に至らしめ、前記光磁気記録媒体からの反射光を通過させるための第1の部材と、
前記第1の部材に隣接し、異方性光学材料からなり、前記第1の部材を通過した前記光磁気記録媒体からの反射光をさらに通過させるための第2の部材とを含み、
前記第1の部材は、互いに対向する第1の平行面と、互いに対向し、かつ各々前記第1の平行面と所定の角度をなして交差する第2の平行面とを有する断面が平行四辺形の角柱であり、前記第1の平行面の一方は前記第2の部材と接しており、前記第2の平行面の一方は前記光源と対向するように、前記第2の平行面の他方は前記レンズと対向するように、それぞれ配置され、
前記所定の角度は、前記光源から射出され、予め定められた入射角で前記第2の平行面の前記一方に入射した光が、前記第1の平行面の他方と前記第1の平行面の前記一方とによってこの順序で反射され、前記第2の平行面の前記他方から射出するように選択されており、
前記光検出器は、前記ビームスプリッタの前記第1および第2の平行面と直交する平面に平行な境界線で2分割される一組の2分割光検出部を含み、
前記第1の回折素子は、前記ビームスプリッタの前記第1および第2の平行面と直交する平面に平行な分割線で2分割された第1および第2の領域を有し、
前記第1の領域で回折された前記光磁気記録媒体からの反射光は前記2分割光検出部の境界線上に導かれる、光ピックアップ装置。A light source;
A lens disposed on an optical path from the light source to the magneto-optical recording medium;
A beam splitter disposed on an optical path from the light source to the lens and separating a part of reflected light from the magneto-optical recording medium;
A photodetector for detecting the reflected light separated by the beam splitter ;
A first diffractive element disposed on an optical path from the beam splitter to the photodetector ,
The beam splitter is
A first member made of an isotropic optical material, reflecting light from the light source to reach the magneto-optical recording medium , and allowing reflected light from the magneto-optical recording medium to pass through;
Wherein adjacent the first member, made of optically anisotropic material, seen including a second member for further passing the reflected light from the magneto-optical recording medium which has passed through the first member,
The first member has a parallel four-sided cross section having a first parallel surface facing each other and a second parallel surface facing each other and intersecting each of the first parallel surfaces at a predetermined angle. The other of the second parallel surfaces so that one of the first parallel surfaces is in contact with the second member, and one of the second parallel surfaces is opposed to the light source. Are respectively arranged to face the lens,
The predetermined angle is emitted from the light source, and light incident on the one of the second parallel surfaces at a predetermined incident angle is generated between the other of the first parallel surfaces and the first parallel surface. Are selected to be reflected in this order by the one and exit from the other of the second parallel surfaces;
The photodetector includes a set of two-divided photodetectors that are divided into two by a boundary line parallel to a plane orthogonal to the first and second parallel planes of the beam splitter,
The first diffractive element has first and second regions divided into two by a parting line parallel to a plane orthogonal to the first and second parallel surfaces of the beam splitter;
The optical pickup device , wherein the reflected light from the magneto-optical recording medium diffracted in the first region is guided onto a boundary line of the two-divided light detection unit .
前記光透過性基板上に前記第1の回折素子が設けられている、請求項1に記載の光ピックアップ装置。A light transmissive substrate provided between the light source and the photodetector and the beam splitter ;
The optical pickup device according to claim 1, wherein the first diffraction element is provided on the light transmissive substrate .
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